previous next

دفاع از رساله دکتری آقای محسن سعدانی ، دانشجوی دکتری مهندسی بهداشت محیط

جلسه دفاع از رساله دکتری آقای محسن سعدانی ، دانشجوی دکتری مهندسی بهداشت محیط با عنوان "اصلاح بیولوژیکی خاک های آلوده به مواد منفجره شامل TNTو PETNبا استفاده از فرايندهاي با توالی بیهوازی- هوازی و هوازی - بیهوازی تلفيقي واستفاده از بیو سورفکتانت رامنولیپید جهت بهبود سرعت تجزیه" به راهنمایی آقایان دکترمحمد مهدی امین  و دکتربیژن بینا در روز دوشنبه ۱۸بهمن ۹۵ در سالن معیاد دانشکده  برگزار گردید. چکیدهمقدمه و هدف:ساخت، انتقال و دفع مواد منفجره ناشی از فعالیتهای ارتش باعث آلودگی خاک و آب می‌گردد. علاوه به این تاکید بر کاهش جنگ افزارها، دفع مواد منفجره و بمبهای غیر قابل استفاده بوده و باعث هر چه بیشتر شدن آلودگی محیط به مواد منفجره شده است.ماده منفجره TNTترکیبی با پتانسیل جهش زایی بوده و در گروه Cترکیبات سرطان زا طبقه بندی شده است. این ترکیب به طور گسترده ای برای تولید تجهیزات نظامی و جنگی مورد استفاده قرار گرفته است. ماده مفجره  PETNیک ترکیب انفجاری قدرتمند بوده و معمولا در چاشنی ها مورد استفاده قرار می گیرد. کاربرد دیگر آن به عنوان داروی بیماریهای قلبیمی باشد. هر دو ترکیب TNTو PETNبه صورت طبیعی در محیط زیست وجود نداشته و به عنوان ترکیبات مقاوم به تجزیه بیولوژیکی تقسیم بندی می گردند. پاکسازی مناطق آلوده به مواد منفجره یک نگرانی عمده بهداشت عمومی می باشد و تلاشهای زیادی برای پیدا کردن روشی اقتصادی برای آن انجام شده است. فرایندهای تصفیه بیولوژیکی، راندمان بالایی داشته، مقرون به صرفه بوده و دوست دار محیط زیست می باشد. ترکیبات فعال سطحی یا بایوسورفاکتانتها مانند رامنولیپید می توانند برای افزایش در دسترس پذیری بیولوژیکی مورد استفاده قرار گیرند. این مطالعه با هدف بررسی کارایی روش حذف زیستی مواد منفجره با توالی  بی هوازی –هوازی و هوازی –بی هوازی به همراه بررسی تاثیر استفاده از رامنولیپید بر افزایش میزان حذف زیستی TNTو PETNانجام شده است.مواد و روشها:  برای حذف زیستی هوازی و بی هوازی از شش عدد ظرف حاوی خاک استفاده گردید. ظرفیت این ظروف برای راکتورهای هوازی ۳۰۰۰ گرم و برای راکتورهای بی هوازی ۴۰۰۰ گرم بود. مقدار خاک حدود دو سوم از کل حجم ظرف را اشغال می نمود. برای بهبود تخلخل بافت خاک مقدار ۴۰ گرم خاک اره به ازای هر ۱۰۰۰ گرم خاک مورد استفاده در راکتورها اضافه گردید. ۴ سری پایلوت برای تصفیه زیستی مورد استفاده قرار گرفت. سری ۱ پایلوتها شامل آزمایشات شاهد با خاک طبیعی و بدون ترکیبی اضافی و سری دوم حاوی لجن فعال بود. سری سوم حاوی بیوسورفاکتانت به تنهایی بوده و سری چهارم حاوی لجن فعال و بیوسورفاکتانت بود. در طول فاز هوازی، هوای مورد نیاز از طریق سیستم دیفیوزری وارد سیستم  می‌گردید. هوادهی دو مرتبه در روز و به مدت ۲۰ دقیقه انجام می شد. در راکتورهای سری ۳ و ۴ رامنولیپید با هدف افزایش فعالیت بیولوژیکی و بهبود حلالیت مواد منفجره استفاده گردید. طول دوره بی هوازی حدوداً ۸۰ روز و دوره هوازی ۲۰ روز بود.یافته ها:نتایج نشان داد که تصفیه بی هوازی همراه با رامنولیپید باعث حدود ۷۴% تبدیل بیولوژیکی PETNو ۹۲% تبدیل بیولوژیکی TNTشد. هوادهی راکتورها به مدت ۳۰ روز باعث حذف بیشتر باقیمانده PETNوTNTگردید (تقریباً ۹۸% PETNو ۱۰۰% TNT). در نمونه های شاهد و بدون بیوسورفاکتانت فقط ۸% و ۱۴% کاهش در PETNو TNTاتفاق افتاد. غلظت نیترات و نیتریت در نمونه های خاک طبیعی تغییر چندانی نشان نداد. این نتایج با نتایج مربوط به راندمان حذف PETNو TNTمطابقت دارد.غلظت  نیتریت در راکتور حاوی لجن و بیوسورفاکتانت در ابتدا افزایش قابل توجهی نشان داد و پس از آن کاهش پیدا کرد. غلظت نیترات در ابتدا کاهش و سپس افزایش نشان داد. افزایش غلظت نیتریت در نتیجه جدا شدن  چند مرحله ای گروه نیترو از ساختار PETNو TNTمی باشد. اگر چه تغییر توالی هوازی و بی هوازی باعث تاثیر چشمگیری در میزان راندمان حذف مواد منفجره نشان نداد اما محصولات میانی و نهایی حذف زیستی کاملا متفاوت بود.نتیجه گیری:استفاده از بایوسورفاکتانت و تزریق میکروبی به طور همزمان دارای تاثیر زیادی در راندمان حذف PETNو TNTمی باشد. از یک طرف بذردهی میکروبی باعث افزایش کنسرسیوم فعال میکروبی شده و از طرف دیگر بایوسورفاکتانت   می تواند باعث بهبود حلالیت آن گردد، در نتیجه باعث بهبود در دسترس پذیری بیولوژیکی سوبسترای مورد نظر شده است. در واقع، بیوسورفاکتانت و تزریق میکروبی به عنوان مکمل هم عمل می کنند.تغییرات غلظت نیترات و نیتریت در نتیجه فرایندهای احیای گروه نیترو که پایه حذف زیستی  TNTوPETNمی باشند ومی توانند شواهدی از معدنی شدن ترکیبات نیتروژنه باشند. رامنولیپید می تواند باعث افزایش میزان حلالیت و دسترس پذیری بیولوژیکی ترکیبات منفجره شده، باعث اختلاط بهتر آنها در محلول آبی و بهبود توزیع آنها را در خاک می شود و در نهایت تجزیه میکروبی کاراتر بوده، راندمان حذف، بیشتر شده و همچنین متابولیتهای حاصل از فرآیند حذف زیستی کاهش قابل توجهی پیدا می نمایند.کلمات کلیدی:مواد منفجره، PETN، TNT، رامنولیپید، حذف زیست